Компоновка низа бурильной колонны для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин винтовым забойным двигателем

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано при составлении компоновок низа бурильной колонны (КНБК) для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин винтовым забойным двигателем. Компоновка состоят из бурильной колонны, долота, винтового забойного двигателя и установленной между нижней трубой бурильной колонны и винтовым забойным двигателем телескопической системы, включающей цилиндр, выполненный в нижней части с отверстиями и соединенный с бурильной колонной, и расположенный внутри него полый поршень, соединенный с корпусом двигателя. Компоновка снабжена неподвижным золотником, выполненным в виде втулки с эластичным хвостовиком и установленным в цилиндре выше его отверстий, причем эластичный хвостовик для входа в него поршня выполнен с конической поверхностью и с кольцевыми канавками, в которых размещены кольцевые уплотнения из эластомерного материала. Изобретение направлено на повышение срока службы компоновки за счет повышения надежности ее работы. 4 ил.

 

Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин.

Известна компоновка забойного двигателя, которая спускается в скважину на колонне бурильных труб [1].

Известна также компоновка низа бурильной колонны для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин винтовым забойным двигателем, состоящая из бурильной колонны, долота, винтового забойного двигателя и установленной между нижней трубой бурильной колонны и винтовым забойным двигателем телескопической системы, включающей цилиндр, выполненный в нижней части с отверстиями и соединенный с бурильной колонной, и расположенный внутри него полый поршень, соединенный с корпусом двигателя, при этом на наружной поверхности поршня установлен уплотнительный элемент [2].

Указанная компоновка обеспечивает создание гидравлической нагрузки на корпусе двигателя с последующей передачей ее на долото независимо от положения двигателя в скважине.

Недостатком этой компоновки является то, что уплотнительный элемент, расположенный на наружной поверхности поршня при своем движении по внутренней поверхности цилиндра, проходит через отверстия в корпусе цилиндра и под действием перепада давлений подвергается значительному износу и, как следствие, быстрому разрушению уплотнительного элемента.

Задачей настоящего изобретения является увеличение срока службы компоновки за счет повышения надежности ее работы.

Поставленная задача решается за счет того, что компоновка низа бурильной колонны для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин винтовым забойным двигателем, состоящая из бурильной колонны, долота, винтового забойного двигателя и установленной между нижней трубой бурильной колонны и винтовым забойным двигателем телескопической системы, включающей цилиндр, выполненный в нижней части с отверстиями и соединенный с бурильной колонной, и расположенный внутри него полый поршень, соединенный с корпусом двигателя, снабжена неподвижным золотником, выполненным в виде втулки с эластичным хвостовиком и установленным в цилиндре выше его отверстий, причем хвостовик для входа в него поршня выполнен с конической поверхностью и с кольцевыми канавками, в которых размещены кольцевые уплотнения из эластомерного материала.

На фиг.1 изображена компоновка низа бурильной колонны.

На фиг.2 изображена телескопическая система со штоком, находящимся в верхнем положении.

На фиг.3 изображена телескопическая система со штоком, находящимся в нижнем положении.

На фиг.4 изображен золотник с эластичным хвостовиком.

Заявляемая компоновка (фиг.1) состоит из бурильных труб 1 телескопической системы 2, винтового забойного двигателя 3 и долота 4.

Телескопическая система (фиг.2, 3) включает в себя цилиндр 5 с отверстиями 6, золотник 7. Внутри цилиндра расположен поршень 8, имеющий сменный насадок 9. Реактивный вращающий момент, возникающий при работе забойного двигателя, соединенного со штоком, воспринимается выступами 10, расположенными внутри цилиндра 5 и входящими в ответные пазы на хвостовике поршня 8.

Золотник 7 показан на фиг.4. Он состоит из металлической цилиндрической втулки 11, установленной неподвижно в корпусе цилиндра 5, эластичного хвостовика 12 конической формы с расположенными внутри него уплотнительными кольцами 13, обеспечивающими подвижное герметичное соединение штока и уплотнительной втулки.

Компоновка низа бурильной колонны работает следующим образом.

При подаче промывочной жидкости, под воздействием перепада давлений в двигателе и насадке поршень 8 перемещается вниз, создавая осевое усилие на двигателе и на долоте. После выхода поршня 8 из корпуса цилиндра на определенную величину открываются отверстия 6 в цилиндре 5 и происходит сброс рабочей жидкости в затрубное пространство. При этом падает величина перепада давлений, действующая на компоновку низа бурильной колонны, и этот процесс фиксируется приборами на поверхности. После чего производится подача бурильного инструмента, и цикл нагружения повторяется.

Предложенная компоновка может эффективно использоваться при наклонно направленном и горизонтальном бурении для поддержания заданной осевой нагрузки на долото, в особенности при бурении с использованием в качестве бурильного инструмента гибкой непрерывной трубы.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели. М.: Недра, 1999. с.302-310.

2. Балденко Д.Ф. и др. Компоновка низа бурильной колонны для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин винтовым забойным двигателем. Патент РФ №2164582 с приоритетом 16.06.1999, кл. Е 21 В 7/08 (прототип).

Компоновка низа бурильной колонны для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин винтовым забойным двигателем, состоящая из бурильной колонны, долота, винтового забойного двигателя и установленной между нижней трубой бурильной колонны и винтовым забойным двигателем телескопической системы, включающей цилиндр, выполненный в нижней части с отверстиями и соединенный с бурильной колонной, и расположенный внутри него полый поршень, соединенный с корпусом двигателя, отличающаяся тем, что она снабжена неподвижным золотником, выполненным в виде втулки с эластичным хвостовиком и установленным в цилиндре выше его отверстий, причем эластичный хвостовик для входа в него поршня выполнен с конической поверхностью и с кольцевыми канавками, в которых размещены кольцевые уплотнения из эластомерного материала.